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鮑店煤礦位于兗州礦區中西部,1986年投產,至今已安全生產28a。在煤炭長期回采過程中,各采區均形成不同程度的大面積采空區,相連的采空區之間存在漏風通道,且早期密閉施工工藝較為落后,為防滅火管理帶來巨大困難。近年來,鮑店煤礦不斷改進密閉施工工藝及提高密閉封閉技術水平,有效降低了大面積采空區漏風給防滅火工作帶來的影響,杜絕了自然發火事故。
1大面積采空區密閉施工技術要求
(1)墻體具有足夠的承壓強度、氣密性能和使用壽命,并具備抗沖擊性能。(2)密閉周邊采用掏槽工藝,掏至見硬幫、硬底、硬頂,與煤巖接實墻體。(3)密閉設注漿管、返漿觀察管、束管、反水U型管等設施。密閉前設置警標、設施說明牌板和檢查牌板,密閉至巷道口大于3m的,設置柵欄。(4)密閉位置選擇在動壓影響小、圍巖穩定、巷道規整的巷段內。巷幫破裂的巷道封閉后,應對密閉周邊巷道進行注漿加固處理,如注粉煤灰膠體灰漿或充填材料等。(5)需泄水密閉泄水孔實行建檔、掛牌管理,定期排查泄水情況。(6)封閉長期不用巷道,簡化通風網絡,實現大范圍封閉。(7)磚閉墻面進行勾縫及抹面,標準為每平方米內凹凸不大于10mm,墻面平整、無裂縫、重逢及空縫。(8)密閉設置檢查束管,密閉施工位置加設鋼管對束管進行保護,所有束管均引至全負壓通風處,通過束管監測系統和人工檢測對采空區及其他密閉空間氣體進行動態監測。(9)所有密閉施工必須做到一工程一措施,需要注漿的地點必須制定完善的防潰漿措施,保障注漿安全。
2大面積采空區封閉技術研究
2.1封閉原則根據鮑店煤礦通風系統風壓差影響情況分析,結合現場實際。按照以下原則對采空區進行封閉。(1)盡量擴大封閉區域范圍,縮減不必要的通風維護巷道,分段、分層次封閉。(2)根據礦井生產和接續情況,分時段、分區域新建和加固閉墻。(3)必須確保采空區直接相連通的閉墻堅固,不漏風。(4)便于采空區氣體觀測。(5)保證通風系統合理可靠,易通風、行人。(6)保證注漿、供電、輔助運輸系統的完整。
2.2封閉工藝
2.2.1停采線封閉(混凝土密閉)工作面完成設備回撤后,需要封閉停采線,隔絕采空區,此類密閉對施工工藝要求較高,要求確保嚴密不漏風。同時具備抗壓、抗沖擊強度。圖1。用途:工作面停采線封閉,永不復用巷道封閉。材質:水泥、沙灰。墻厚:≮600mm。優點:耐沖擊、抗壓、堵漏效果好。施工位置:密閉緊貼停采線布置,一般距停采線3~5m,厚度≮600mm。施工要求:幫、頂、底掏槽,深度不小于200mm,錨桿生根加固,密閉墻體表面掛金屬網加固。
2.2.2采空區外圍巷道封閉(磚閉表面掛網噴漿)采空區停采線外圍巷道不直接與采空區相連,密閉施工采用磚混結構,磚閉表面噴射混凝土加固。用途:采空區外圍巷道封閉,早期密閉加固處理。材質:磚閉表面噴涂厚度約100mm混凝土,金屬網加固。墻厚:≮600mm。優點:施工工藝簡單,解決早期密閉施工工藝缺陷,減少外圍密閉漏風,達到減少采空區漏風的目的。示意圖見圖2。
2.2.3復用的獨頭巷道封閉(磚閉)用途:用于不與采空區相連的盲巷封閉。圖3。材質:磚、沙、灰。
2.2.4不復用溜煤眼封閉(充填)用途:用于與采空區溜煤眼的封閉,達到封堵漏風的目的。圖4。材質:下口壓注混凝土充填,充填厚度不小于2m,溜煤眼內充填粉煤灰固化材料或LFM輕型充填材料等。
3效果評價及結論
通過大面積采空區永久封閉方案的實施,保證了密閉質量,有效提高了大面積采空區密閉的安全可靠性,優化通風系統,杜絕了自然發火。2010~2014年以來,累計施工混凝土密閉68道,加固修復老密閉48道,處理采空區相連的溜煤眼24個,有效解決了大面積采空區漏風嚴重的問題,保證了礦井安全生產。
作者:趙亮 單位:兗州煤業股份有限公司鮑店煤礦